车用发动机—复习重点.doc

第一章内燃机是把燃料燃烧的化学能转变成热能，然后又把热能转变成机械能的机器。内燃机按照所使用燃料的不同可以分为汽油机和柴油机 内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可分为四行程内燃机和二行程内燃机。把曲轴转两圈(720)，活塞在气缸内上下往复运动四个行程，完成一个工作循环的内燃机称为四行程内燃机；而把曲轴转一圈(360)，活塞在气缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机称为二行程内燃机。 内燃机按照冷却方式可以分为水冷发动机和风冷发动机内燃机按照进气系统是否采用增压方式可以分为自然吸气(非增压)式发动机和强制进气(增压式)发动机每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气过程第二章汽油：按辛烷值不同分为几个牌号。压缩比大的汽油机应选用较高牌号的汽油。汽油的辛烷值越大，抗爆性越好。柴油：柴油机的标号指的是其凝点。发火性 指柴油的自燃能力，用十六烷值评定。柴油的十六烷值大，发火性好，容易自燃。柴油机的燃烧过程:柴油机可燃混合气的形成和燃烧都是直接在燃烧室内进行的。当活塞接近压缩上止点时，柴油喷入气缸，与高压高温的空气接触，混合，经过一系列的物理，化学变化才开始燃烧。之后便是边喷射，边燃烧。可以分为：着火延迟期 （滞燃期）、速燃期 、慢燃期 （缓燃期）、后燃期 与柴油机的燃烧过程不同，汽油机的燃烧过程中没有缓燃期。动力性指标：有效转矩、有效功率、发动机转速、平均有效压力、经济性指标：有效热效率、有效燃油消耗率、发动机功率的标注形式：15分钟、1小时、12小时、24小时（持续），及其对应的用途。有效功率与指示功率之比为机械效率。包括：运动件的摩擦损失、带动配气机构和各种附件所消耗的功率、泵气损失等。第三章 曲柄连杆机构气缸体的结构形式有：龙门式、平分式和隧道式。气缸和气缸盖的冷却方法有两种，一种是水冷，另一种是风冷。 活塞在工作过程中被燃气加热，由于活塞销方向上的金属材料较多，因此在此方向上的膨胀量也会较大，所以在活塞加工的过程中要把裙部做成椭圆形，与活塞销垂直方向为长轴。干式缸套的外表面不与冷却液直接接触；湿式缸套的外表面与冷却液直接接触；干式缸套装入预先镗好的汽缸体座孔内，具有良好的水封性能，刚度好。连杆有杆身、连杆大头和连杆小头组成。连杆大头主要有平剖和斜剖。平切口连杆体大端的刚度较大，因此大头孔受力变形较小，而且平切口连杆制造费用较低。汽油机均采用平切口连杆。柴油机连杆既有平切口的也有斜切口的。一般柴油机由于曲柄销直径较大，因此连杆大头的外形尺寸相应较大，欲在拆卸时能从气缸上端取出连杆体，必须采用斜切口连杆。连杆大头的定位方式有：锯齿定位、套筒定位、螺栓孔定位、止口定位活塞行程是曲柄半径的2倍第四章 配气机构配气系统的基本要求是进气 充分 、排气 彻底 。对于五气门发动机，通常是三个进气门和两个排气门。凸轮轴的布置型式可以分为下置、中置 和 顶置 三种型式。在进气过程中，传统汽油机吸入汽缸的是油气混合气，而柴油机吸入汽缸的是新鲜空气。为了能够保证换气过程中能够进气充分，排气彻底，所以在进气过程开始之前就提前打开进气门，使得在进气开始的时候能够有较大的流通面积，而在排气冲程结束的时候，不要马上关闭排气门，利用排气的流动惯性继续排出一些废气。发动机工作时，气门及其传动件，如挺柱、推杆等都将因为受热膨胀而伸长。如果气门与其传动件之间，在冷态时不预留间隙，则在热态下由于气门及其传动件膨胀伸长而顶开气门，破坏气门与气门座之间的密封，造成气缸漏气，从而使发动机功率下降，起动困难，甚至不能正常工作。配气相位就是进、排气门实际开启关闭的时刻，常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角表示。一般柴油机的气门叠开角比汽油机的大，这是因为汽油机在进气过程中进入汽缸的是油气混合气，如果气门叠开角过大会造成过多的油气混合气直接通过排气门排除，造成HC排放量增加；而柴油机吸入的是新鲜空气，因此可以采用较大的气门叠开角，清除缸内的废气含量，并降低排气门的温度。充量系数是每循环中实际进入汽缸的新鲜充量比上载进气状态下“充满”汽缸的理论充量。提高充量系数的主要措施是：减小进气阻力，延长进气时间。第五章、汽油机燃油供给系汽油机所用的燃料是汽油，在进入气缸之前，汽油和空气已形成可燃混合气。过量空气系数指的是 燃烧1kg燃料实际供给的空气量 与 完全燃烧1kg燃料化学计量空气质量 的比值。过量空气系数为1时，混合气为 功率混合气 ；大于1时，混合气为 经济混合气汽油喷射系统按照喷油器安装位置不同可以分为 单点喷射 、 多点喷射 和缸内直接喷射。第六章 柴油机燃油供给系国产柴油通常以 十六烷 值来评价其着火和燃烧性能指标，其值越大，则自燃性 越好 。国产柴油的标号以 凝点 来表示，其值越低，燃料允许的使用温度 越低 。柴油机在燃烧室结构型式上可以分为 直接喷射式 和 分隔式 两大类。直接喷射式柴油机通常使用 孔式 喷油器，涡流室式柴油机通常使用 轴针式 喷油器。柴油机供油系统中有三副偶件，分别是喷油嘴偶件、柱塞 偶件和 出油阀 偶件。柴油机的理想的喷油规律是 先缓后急喷油提前角是只从喷油器开始将柴油喷入汽缸到活塞到达上止点时曲轴所转过的角度。当提前角过大时，由于喷油时气缸内温度较低，混合气形成条件差，着火延迟期长，将导致发动机工作粗暴并使压缩过增加；而喷油提前角过小，将会使后燃严重，热效率降低，油耗增加。直喷式柴油机与涡流室式柴油机的燃烧室结构特点，以及燃烧过程的不同分析各自的优缺点：直喷式柴油机的燃烧室基本上都在活塞顶部，混合气以空间混合为主，依靠进气道产生的涡流，以及喷油器高压喷射对柴油机雾化作用加速混合。直喷式柴油机燃烧室结构紧凑、散热面积小、热效率高、起动容易、但是着火延迟期内形成的可燃混合气掉多，工作粗暴；涡流室式燃烧室分为两部分，主燃烧室在活塞顶部，涡流室在汽缸盖内由于在压缩过程中，气体被挤入涡流室，在其中产生了强烈的气流运动，因此喷油压力要求不高，当燃烧开始后，油气混合气高速冲入主燃烧室，提高了混合质量，使得燃烧进行的较完善，而且压力升高速度不快，发动机工作较平稳。但是由于散热面积大，节流损失大，使得燃油消耗率较高、冷启动比较困难。按调速器起作用的转速范围不同，又可分为单程式、两极式调速器和全程式调速器。发电机多采用单程式调速器。中、小型汽车柴油机多数采用两极式调速器，只在柴油机的最高转速和怠速起自动调节作用，以起到防止超速和稳定怠速的作用。在农用拖拉机上则多采用全程式调速器，这种调速器除具有两极式调速器的功能外，还能对柴油机工作转速范围内的任何转速起调节作用，使柴油机在各种转速下都能稳定运转。第七章 汽油机的点火系汽油机爆震：汽油机在工作过程中，远端混合气发生自燃，造成缸内压力产生剧烈振荡，从而出现金属敲击声。增加活塞连杆的机械负荷，降低其使用寿命。汽油机转速和负荷的不同会有不同的最佳点火提前角。离心式点火提前用于响应转速的变化，真空点火提前器用于响应负荷的变化。点火提前角是只从火花塞跳火开始到活塞到达上止点时曲轴所转过的角度。当提前角过大时，由于点火时气缸内温度较低，混合气形成条件差，着火延迟期长，将导致发动机工作粗暴并使压缩过增加；而点火提前角过小，将会使后燃严重，热效率降低，油耗增加。第八章 冷却系主要分为水冷和风冷两种。发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系，结构简单，不用考虑密封的问题，但是冷却效果较差；而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小。节温器关闭，冷却液不经过散热器，直接进入水泵的循环过程是小循环，当冷却水温度较低时候，进行小循环可以快速使冷却液达到工作温度；节温器打开，冷却液流过散热器的循环过程，达到较好的冷却效果。内燃机水冷系按冷却水的循环方式可以分为 自然对流冷却 和 强制冷却 两种。冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。因此在高速大负荷的时候，需要较大的换热量；而在冷启动和负荷较小的时候有需要控制换热量，不使汽缸壁的温度过低，影响燃烧过程以及增加摩擦损失。发动机水冷系统通过节温器控制大、小循环来达到冷却强度的调节。所谓大循环是水温高时，水经过散热器而进行的循环流动；而小循环就是水温低时，水不经过散热器而进行的循环流动，从而使水温升高。第九章 润滑系润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。主要有：压力润滑、飞溅润滑和掺混润滑。第十章 起动系发动机起动必须满足两个条件才能起动，这两个条件是 合适的混合气浓度 和 足够的温度。第十一章 内燃机特性与调节喷油泵齿条（或拉杆）的位置保持不变，柴油机的性能参数随转速的变化关系成为柴油机的速度特性。对于柱塞式喷油泵，当齿条位置保持不变，其供油量随转速上升而上升，因此，进入汽缸的油量也多，使得扭矩上升。转速保持不变，柴油机的性能参数随负荷的变化关系成为柴油机的负荷特性。对柴油机而言，当转速不变时，摩擦损失基本保持不变，在小负荷时，有效功率低，所以机械效率低，造成有效比油耗较大，随之负荷增加，机械效率逐渐升高，比油耗下降，到了大负荷之后，由于过量空气系数变小，燃烧恶化，会使得油耗有有所升高。节气门开度保持不变，发动机性能指标随转速的变化趋势，叫做汽油机的速度特性。当节气门开度较小的时候，随着发动机的转速上升，节流损失变大，影响了充气效率，进入汽缸内的冲量减少，而且机械损失所占比重加大，造成速度特性曲线迅速下降。第十二章 内燃机增压废气涡轮增压器有 涡轮 、压气机和中间壳体组成。内燃机增压根据驱动压气机的动力来源不同可以分为机械增压、废气涡轮增压、复合增压使用涡轮增压技术可以降低燃油消耗、提高升功率、降低碳烟排放等，同时会使发动机的热负荷增加。第十三章 内燃机的污染与控制汽车的几种主要排放物是NOx、HC、CO和微粒生成NO的因素有三个：1）温度2）氧的浓度3）反应滞留时间 三元催化剂包含铂（Pt）和铑（Rh），应将混合气成分严格控制在理论空燃比附近（1），这样催化剂才能促使CO及HC的氧化反应和NOx的还原反应同时进行，生成CO2、H2O及N2。而且，只有在接近理论空燃比的窄狭范围内，对这三种有害成分才有高的转换效率。 柴油机排气微粒过滤器（DPF） 测定CO及CO2浓度的标准方法是采用不分光红外线分析仪（NDIR）测定HC含量的标准方法是氢火焰离子分析仪（FID）测定NOx的标准方法是化学发光分析仪（CLD）废气再循环就是将部分废气再引入进气管，与新鲜充量一起进入燃烧室。由于废气冲淡了混合气，降低了燃烧速度，且废气中有大量的三原子分子，比热容较大。所以废气再循环降低了缸内的最高燃烧温度，减少了NOx的排放。综合应用：柴油机为什么比汽油机容易冒黑烟？答：汽油机进入汽缸的均质混合气，燃烧比较充分，基本上没有碳烟生成；而柴油机是在压缩上止点附近把燃油直接喷入汽缸，因此油气混合的效果不好时，就容易造成燃烧不完全，产生大量碳烟。柴油机与汽油机在可燃混合气形成方式和点火方式上有何不同？它们所用的压缩比为何不一样？答：汽油的蒸发性好，自燃性差，润滑性能差；柴油的蒸发性差，自燃性好，润滑性好。汽油机一般使用预混燃烧，即混合气在汽缸外充分混合，在进入汽缸后用火花塞点燃。而柴油机一般是在压缩上止点，利用喷油器把燃油高压喷入汽缸内，形成的油气混合气自燃。对于柴油机，为了在压缩上止点达到较高的缸内温度，必须有高的压缩比，同时得到较高的热效率。但是对于汽油机而言，过高的压缩比，会导致爆震的发生几率增加，因此需要控制。结合汽油与柴油的性质特点，分析柴油机与汽油机在可燃混合器形成方式和点火方式上有何不同？答：汽油的蒸发性好，自燃性差，润滑性能差；柴油的蒸发性差，自燃性好，润滑性好。汽油机一般使用预混燃烧，即混合气在汽缸外充分混合，在进入汽缸后用火花塞点燃，对供油系统的要求不高。而柴油机一般是在压缩上止点，利用喷油器把燃油高压喷入汽缸内，形成的油气混合气自燃，因此需要很高的喷射压力以到达好的雾化效果，对供油系统的要求比较高。什么是点火提前角？点火提前角过大或过小会导致什么后果？答：喷油提前角是只从喷油器开始将柴油喷入汽缸到活塞到达上止点时曲轴所转过的角度。当提前角过大时，由于喷油时气缸内温度较低，混合气形成条件差，着火延迟期长，将导致发动机工作粗暴并使压缩过增加；而喷油提前角过小，将会使后燃严重，热效率降低，油耗增加。发动机冷却有几种方式？各有什么特点？答：主要分为水冷和风冷两种。发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系，结构简单，不用考虑密封的问题，但是冷却效果较差；而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪音小。结合直喷式柴油机与涡流室式柴油机的燃烧室结构特点，以及燃烧过程的不同分析各自的优缺点？答：直喷式柴油机的燃烧室基本上都在活塞顶部，混合气以空间混合为主，依靠进气道产生的涡流，以及喷油器高压喷射对柴油机雾化作用加速混合。直喷式柴油机燃烧室结构紧凑、散热面积小、热效率高、起动容易、但是着火延迟期内形成的可燃混合气掉多，工作粗暴；涡流室式燃烧室分为两部分，主燃烧室在活塞顶部，涡流室在汽缸盖内由于在压缩过程中，气体被挤入涡流室，在其中产生了强烈的气流运动，因此喷油压力要求不高，当燃烧开始后，油气混合气高速冲入主燃烧室，提高了混合质量，使得燃烧进行的较完善，而且压力升高速度不快，发动机工作较平稳。但是由于散热面积大，节流损失大，使得燃油消耗率较高、冷启动比较困难。什么是配气相位？画出配气相位图并标出气门叠开角。分析汽油机与柴油机气门叠开角有何不同，并说明理由。答：配气相位就是进、排气门实际开启关闭的时刻，常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转